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實習醫生日記之頑固失眠

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Nature:重大突破!成功在體內再生成年哺乳動物的視網膜細胞

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摘要:圖片來自年月日生物谷在一項新的研究中來自美國華盛頓大學的研究人員成功地再生成年小鼠的視網膜細胞這一發現為人們有朝一日修復創傷青光眼和其他眼睛疾病導致的視網膜損傷鋪平道路相關研究結果于年月日在線發表在期刊上論文標題為
Nature:重大突破!成功在體內再生成年哺乳動物的視網膜細胞
圖片來自Tom Reh lab/UW Medicine。
2017年8月1日/生物谷BIOON/---在一項新的研究中,來自美國華盛頓大學的研究人員成功地再生成年小鼠的視網膜細胞。這一發現為人們有朝一日修復創傷、青光眼和其他眼睛疾病導致的視網膜損傷鋪平道路。相關研究結果于2017年7月26日在線發表在Nature期刊上,論文標題為“Stimulation of functional neuronal regeneration from Müller glia in adult mice”。論文通信作者為華盛頓大學醫學院生物學結構教授Tom Reh。

我們身體的很多組織(如皮膚)在遭受損傷后會自愈,這是因為它們含有能夠發生分裂和分化為修復受損組織所需的細胞類型的干細胞。然而,我們的視網膜中的細胞缺乏這種再生能力。因此,視網膜遭受損傷經常會導致永久性視力喪失。像人類一樣,小鼠也不能夠修復它們的視網膜。

然而,在斑馬魚中,情形并非如此。斑馬魚具有顯著的再生受損組織(如視網膜等神經組織)的能力。這是因為斑馬魚視網膜含有被稱作米勒神經膠質細胞(Müller glia)的細胞,這些細胞含有一個允許它們再生的基因,即Ascl1。當這些細胞檢測到視網膜遭受損傷時,它們就啟動這個基因。

這個基因編碼一種被稱作轉錄因子的蛋白。它能夠影響很多其他基因的活性,因而在細胞功能中發揮著重大的作用。就斑馬魚而言,Ascl1激活本質上將米勒神經膠質細胞重編程干細胞,這些干細胞能夠改變它們的身份,變成修復視網膜和恢復視力所需的所有細胞類型。

在這項新的研究中,Reh團隊想要研究利用這個基因重編程成年小鼠中的米勒神經膠質細胞是否是可行的。他們希望這會促進哺乳動物視網膜中不會自然發生的視網膜細胞再生。

為此,Reh團隊將基因Ascl1導入到小鼠的米勒神經膠質細胞中,從而構建出一種基因修飾的小鼠,隨后通過注射藥物三苯氧胺(tamoxifen)激活這個基因。

Reh團隊早前的研究已證實在小鼠的視網膜遭受損傷后,當激活這個基因時,米勒神經膠質細胞會分化為被稱作中間神經元(interneuron)的視網膜細胞。這些細胞在視力中發揮著至關重要的作用。它們接收和加工來自視網膜中的感光細胞---視桿細胞和視錐細胞---的信號,將它們傳遞到另一組細胞,接著這組細胞將這種信息傳遞到大腦中。

然而,在他們的早期研究中,他們發現激活這個基因僅在出生后頭兩周內有效果。在這個時間之后,這些小鼠就不再能夠修復它們的視網膜。Reh說,起初他們認為另一個轉錄因子參與其中。不過,他們最終確定在米勒神經膠質細胞再生中發揮著至關重要作用的基因被結合到染色體上的分子所阻斷。這是細胞沉默基因讓它們不被激活的一種表觀遺傳調節過程。

在這項新的研究中,Reh和他的同事們證實通過利用一種被稱作組蛋白去乙酰化酶抑制劑的藥物阻斷表觀遺傳調節,Ascl1激活允許成年小鼠中的米勒神經膠質細胞分化為功能性的中間神經元。他們證實這些新的中間神經元整合到現存的視網膜中,與其他的視網膜細胞建立連接,并且對來自視網膜感光細胞的信號作出正常的反應。

Reh說,他的團隊希望發現是否存在其他的經激活后允許米勒神經膠質細胞分化為視網膜中的所有不同細胞類型的因子。他說,如果是這樣的話,開發能夠修復視網膜損傷的療法就可能是可行的。(生物谷 Bioon.com)

參考資料:

Nikolas L. Jorstad, Matthew S. Wilken, William N. Grimes et al. Stimulation of functional neuronal regeneration from Müller glia in adult mice. Nature, Published online 26 July 2017, doi:10.1038/nature23283

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